[實用新型]基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器

無效

• 申請號: 201020172132.X
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN201699644U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 李達義;方衛星
• 申請（專利權）人: 武漢市通益電氣有限公司
• 主分類號: H02P13/00
• 分類號: H02P13/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術領域，具體涉及基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器。

技術背景

電抗器是電力系統中應用相當廣泛的裝置，隨著電力系統的迅猛發展，對電抗器的性能要求越來越高，在許多領域希望并聯或串聯的電抗器的電抗值可根據需要實時調節。目前使用較多的可調電抗器有以下5種：(1)調節電抗器抽頭，(2)調節電抗器氣隙，(3)直流助磁式：包括裂芯式和磁閥式等，(4)晶閘管控制電抗器(TCR)、可控串聯電容補償器(TCSC)中采用調節晶閘管觸發角的方式，(5)基于磁通可控的可調電抗器。

采用調節電抗器抽頭方案成本很低，調節方便，但電感量無法連續調節；調節電抗器氣隙方案電感量可以連續調節，結構也簡單，但是需要較為精密的機械傳動裝置，響應慢，噪聲也很大。TCR方案中，由于采用晶閘管調觸發角的方式改變電感量，就必然產生諧波污染。基于磁通可控可調的電抗器，檢測環節復雜而卻要經濾波環節，從而整個裝置復雜，很難實施。

發明內容

本實用新型為了克服上述現有技術存在的問題及缺點，提供一種基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器，它利用了帶氣隙變壓器磁通可控的特點，具有動態響應速度快、性價比高、控制簡單、諧波小等多重優點。

本實用新型技術方案為：

基于檢測系統電壓的磁通補償可調電抗器，主要由帶氣隙的變壓器、負載、基波檢測單元、電流控制與驅動單元及逆變器組成，其特征為：將所述帶氣隙的變壓器一次側并聯在系統與負載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯在所述帶氣隙的變壓器二次側，基波檢測單元一端經電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側相連成回路，基波檢測單元另一端與電流控制與驅動單元相連，電流控制與驅動單元與逆變器相連。電力逆變器的驅動和控制信號由系統側的電壓互感器檢測的電壓信號經基波檢測單元再由電流驅動與控制單元產生。基波檢測單元檢測系統側的基波電壓，以此信號作為參考信號，經電流控制與驅動單元，使逆變器產生電壓施加在變壓器二次側，當二次側施加的電壓和一次側的電流滿足一定關系時，變壓器一次側呈現一個可調電抗器，改變施加到變壓器二次側電壓的大小就可以改變一次側的等效阻抗，從而實現電抗的可調。

與現有的可調電抗器相比有以下優點：由于變壓器中帶有氣隙，這種可調電抗器沒有飽和現象，由于檢測的是電壓信號，一般電壓畸變較小從而增加了基波檢測環節的可考性，及精確度，而卻不產生諧波。此電抗器為開環控制，結構簡單，保護簡單可靠性高。

附圖說明

圖1a為帶氣隙并聯變壓器電路圖。

圖1b為帶氣隙并聯變壓器的T型等效電路圖。

圖2為應用實例結構示意圖。

圖3為基波阻抗等效電路圖。

具體實施方式

結合附圖對本實用新型作進一步的描述。

如圖2所示，本實用新型主要由帶氣隙的變壓器、負載、基波檢測單元、電流控制與驅動單元及逆變器組成，其特征為：將所述帶氣隙的變壓器一次側并聯在系統與負載間組成回路，且逆變器和電感連接后與濾波電容并聯在所述帶氣隙的變壓器二次側，基波檢測單元一端經電壓互感器與所述帶氣隙的變壓器的一次側相連成回路，基波檢測單元另一端與電流控制與驅動單元相連，電流控制與驅動單元與逆變器相連。

將一個帶氣隙的變壓器一次側AX并聯在電力系統Usys和負載兩端，帶氣隙的變壓器二次側并聯慮波電容C_f和串聯濾波電感Lf后連接到逆變器側，電壓互感器TV檢測變壓器一次側的電壓，經過基波檢測單元得出基波電壓，以該基波電壓作為參考信號，通過電流控制與驅動單元來驅動逆變器產生一個基波電壓源施加到變壓器的二次側，調節施加到二次側的電壓源的大小可以使并聯變壓器對基波呈現一個可調電抗器來實現無功補償、而同時對諧波呈現為低阻抗。

具體原理如下：